2020-2021学年山东省淄博市沂源县九年级上学期期中数学试卷(五四学制) (Word版 含解析)

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名称 2020-2021学年山东省淄博市沂源县九年级上学期期中数学试卷(五四学制) (Word版 含解析)
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资源类型 教案
版本资源 人教版(五四学制)
科目 数学
更新时间 2020-12-19 00:00:00

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文档简介

2020-2021学年山东省淄博市沂源县九年级(上)期中数学试卷(五四学制)
一、选择题(共12小题).
1.下列函数中y是x的二次函数的是(  )
A.y=(x+1)(2x﹣1)﹣2x2 B.y=﹣2x+1
C.y=3x2﹣x+5 D.y=ax2+bx+c
2.在下列4个不同的情境中,两个变量所满足的函数关系属于二次函数关系的有(  )
①设正方形的边长为x面积为y,则y与x有函数关系;
②x个球队参加比赛,每两个队之间比赛一场,则比赛的场次数y与x之间有函数关系;
③设正方体的棱长为x,表面积为y,则y与x有函数关系;
④若一辆汽车以120km/h的速度匀速行驶,那么汽车行驶的里程y(km)与行驶时间x(h)有函数关系.
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
3.三角函数sin30°、cos16°、cos43°之间的大小关系是(  )
A.cos43°>cos16°>sin30° B.cos16°>sin30°>cos43°
C.cos16°>cos43°>sin30° D.cos43°>sin30°>cos16°
4.下列说法中,正确的有(  )个.
①α为锐角,则sinα+cosα>1;②cos31°+cos41°=cos72°;③在直角三角形中,只要已知除直角外的两个元素,就可以解这个三角形;④坡度越大,则坡角越大,坡越陡;⑤sinA==30°;⑥当Rt△ABC的三边长扩大为2倍时,则sinA的值也相应扩大2倍.
A.1 B.2 C.3 D.4
5.小明在学完《解直角三角形》一章后,利用测角仪和校园旗杆的拉绳测量校园旗杆的高度,如图,旗杆PA的高度与拉绳PB的长度相等,小明先将PB拉到PB'的位置,测得∠PB'C=α(B'C为水平线),测角仪B'D的高度为1米,则旗杆PA的高度为(  )
A.米 B.米 C.米 D.米
6.由直角三角形中的已知元素,求出所有未知元素的过程,叫做解直角三角形.已知一个直角三角形中:
①两条边的长度,
②两个锐角的度数,
③一个锐角的度数和一条边的长度.
利用上述条件中的一个,能解这个直角三角形的是(  )
A.①② B.①③ C.②③ D.①②③
7.直角三角形一边长为8,另一条边是方程x2﹣2x﹣24=0的一解,则此直角三角形的第三条边长是(  )
A.10 B.2 C.4或10 D.10或2
8.探究课上,老师给出一个问题“利用二次函数y=2x2与一次函数y=x+2的图象,求一元二次方程2x2=x+2的近似根”小华利用计算机绘制出如图所示的图象,通过观察可知该方程的两近似根x1和x2满足﹣1<x1<0,1<x2<2.小华的上述方法体现的数学思想是(  )
A.公理化 B.分类讨论
C.数形结合 D.由特殊到一般
9.已知二次函数y=(x﹣)2+1,则下列说法:①其图象的开口向上;②其图象的对称轴为直线x=﹣;③其图象顶点坐标为(,﹣1);④当x<时,y随x的增大而减小,其中说法正确的有(  )
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
10.滑雪者从山坡上滑下,其滑行距离S(单位:m)与滑行时间t(单位:s)之间的关系可以近似地用二次函数刻画,其图象如图所示,根据图象,当滑行时间为4s时,滑行距离为(  )
A.40m B.48m C.56m D.72m
11.已知二次函数y=ax2+6ax+c(a<0),设抛物线与x轴的交点为A(﹣7,0)和B,与y轴的交点为C,若∠ACO=∠CBO,则tan∠CAB的值为(  )
A. B. C. D.
12.如图,抛物线y=ax2+bx+c(a,b,c是常数,a≠0)与x轴交于A,B两点,顶点P(m,n)给出下列结论:①2a+c<0;②若(﹣,y1),(﹣,y2),(,y3)在抛物线上,则y1>y2>y3;③关于x的方程ax2+bx+k=0有实数解,则k>c﹣n;④当n=﹣时,△ABP为等腰直角三角形,其中正确的结论是(  )
A.①② B.①③ C.②③ D.②④
二、填空题:本题共5小题,每小题4分,共20分,只要求填写最后结果.
13.在207国道襄阳段改造工程中,需沿AC方向开山修路(如图所示),为了加快施工进度,要在小山的另一边同时施工.从AC上的一点B取∠ABD=140°,BD=1000m,∠D=50°.为了使开挖点E在直线AC上,那么DE=   m.
(供选用的三角函数值:sin50°=0.7660,cos50°=0.6428,tan50°=1.192)
14.二次函数y=x2+bx+c的图象如图所示,则一元二次方程x2+bx+c=﹣8的根是   .
15.在学习解直角三角形以后,某数学兴趣小组测量了旗杆的高度.如图,某一时刻,旗杆AB的影子一部分落在平台上的影长BC为6米,落在斜坡上的影长CD为4米,AB⊥BC,同一时刻,光线与旗杆的夹角为37°,斜坡的坡角为30°,旗杆的高度AB约为   米.(参考数据:sin37°≈0.6,cos37°≈0.8,tan37°≈0.75,≈1.73,精确到0.01米)
16.已知二次函数y=﹣x2+2x+m的部分图象如图所示,则关于x的一元二次不等式﹣x2+2x+m>0的解集为   .
17.二次函数y=ax2+bx+c的图象过点(3,1),(6,﹣5),若当3<x<6时,y随着x的增大而减小,则实数a的取值范围是   .
三、解答题(共7小题,共70分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.)
18.解直角三角形:在Rt△ABC中,∠C=90°,∠A,∠B,∠C的对边分别为a,b,c,已知a=5,∠B=60°.
19.已知二次函数y=ax2+bx+c中,函数y与自变量x的部分对应值如下表:
x … ﹣1 0 1 2 3 …
y … 8 3 0 ﹣1 0 …
(1)当ax2+bx+c=3时,则x=   ;
(2)求该二次函数的表达式;
(3)将该函数的图象向上(下)平移,使图象与直线y=3只有一个公共点,直接写出平移后的函数表达式.
20.一个二次函数图象上部分点的横坐标x,纵坐标y的对应值如下表:
x … ﹣4 ﹣3 ﹣2 ﹣1 0 1 2 3 4 …
y … ﹣ 0
2
0 m ﹣6

(1)m=   ;
(2)与x轴的交点坐标是   ;
(3)求这个二次函数的表达式;
(4)在下面框里,画出这个函数的图象;
(5)根据图象,写出当y<0时,x的取值范围.
21.小鹏学完解直角三角形知识后,给同桌小艳出了一道题:“如图所示,把一张长方形卡片ABCD放在每格宽度为12mm的横格纸中,恰好四个顶点都在横格线上,已知α=36°,求长方形卡片的周长.”请你帮小艳解答这道题.(精确到1mm)(参考数据:sin36°≈0.60,cos36°≈0.80,tan36°≈0.75)
22.某乒乓球馆使用发球机进行辅助训练,出球口在桌面中线端点A处的正上方,假设每次发出的乒乓球的运动路线固定不变,且落在中线上,在乒乓球运行时,设乒乓球与端点A的水平距离为x(米),与桌面的高度为y(米),运行时间为t(秒),经多次测试后,得到如下部分数据:
t(秒) 0 0.16 0.2 0.4 0.6 0.64 0.8 …
x(米) 0 0.4 0.5 1 1.5 1.6 2 …
y(米) 0.25 0.378 0.4 0.45 0.4 0.378 0.25 …
(1)当t为何值时,乒乓球达到最大高度?
(2)乒乓球落在桌面时,与端点A的水平距离是多少?
(3)乒乓球落在桌面上弹起后,y与x满足y=a(x﹣3)2+k.
①用含a的代数式表示k;
②球网高度为0.14米,球桌长(1.4×2)米.若球弹起后,恰好有唯一的击球点,可以将球沿直线恰好擦网扣杀到点A,求a的值.
23.已知二次函数y=ax2+bx+c,其图象与x轴的一个交点为B(3,0),与y轴交于点C(0,﹣3),且对称轴为直线x=1,过点B,C作直线BC.
(1)求二次函数和直线BC的表达式;
(2)利用图象求不等式x2﹣3x≥0的解集;
(3)点P是函数y=ax2+bx+c的图象上位于第四象限内的一动点,连接PB,PC,
①若△PBC面积最大时,求点P的坐标及△PBC面积的最大值;
②在x轴上是否存在一点Q,使得以P,C,Q,B为顶点的四边形是平行四边形?如果存在,请直接写出点Q的坐标;如果不存在,请说明理由.
24.如图,已知二次函数y1=﹣x2+x+c的图象与x轴的一个交点为A(4,0),与y轴的交点为B,过A、B的直线为y2=kx+b.
(1)求二次函数y1的解析式及点B的坐标;
(2)由图象写出满足y1<y2的自变量x的取值范围;
(3)在两坐标轴上是否存在点P,使得△ABP是以AB为底边的等腰三角形?若存在,求出P的坐标;若不存在,说明理由.
参考答案
一、选择题:本题共12小题,在每小题所给出的四个选项中,只有一个是正确的,请把正确的选项选出来.每小题5分,共60分,错选、不选或选出的答案超过一个,均记0分.
1.下列函数中y是x的二次函数的是(  )
A.y=(x+1)(2x﹣1)﹣2x2 B.y=﹣2x+1
C.y=3x2﹣x+5 D.y=ax2+bx+c
解:A、不是二次函数,故此选项错误;
B、不是二次函数,故此选项错误;
C、是二次函数,故此选项正确;
D、当a=0时,不是二次函数,故此选项错误;
故选:C.
2.在下列4个不同的情境中,两个变量所满足的函数关系属于二次函数关系的有(  )
①设正方形的边长为x面积为y,则y与x有函数关系;
②x个球队参加比赛,每两个队之间比赛一场,则比赛的场次数y与x之间有函数关系;
③设正方体的棱长为x,表面积为y,则y与x有函数关系;
④若一辆汽车以120km/h的速度匀速行驶,那么汽车行驶的里程y(km)与行驶时间x(h)有函数关系.
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
解:①依题意得:y=x2,属于二次函数关系,故正确;
②依题意得:y=x(x﹣1)=x2﹣x,属于二次函数关系,故正确;
③依题意得:y=6x2,属于二次函数关系,故正确;
④依题意得:y=120x,属于一次函数关系,故错误;
综上所述,两个变量所满足的函数关系属于二次函数关系的有3个.
故选:C.
3.三角函数sin30°、cos16°、cos43°之间的大小关系是(  )
A.cos43°>cos16°>sin30° B.cos16°>sin30°>cos43°
C.cos16°>cos43°>sin30° D.cos43°>sin30°>cos16°
解:∵sin30°=cos60°,
又16°<43°<60°,余弦值随着角度的增大而减小,
∴cos16°>cos43°>sin30°.
故选:C.
4.下列说法中,正确的有(  )个.
①α为锐角,则sinα+cosα>1;②cos31°+cos41°=cos72°;③在直角三角形中,只要已知除直角外的两个元素,就可以解这个三角形;④坡度越大,则坡角越大,坡越陡;⑤sinA==30°;⑥当Rt△ABC的三边长扩大为2倍时,则sinA的值也相应扩大2倍.
A.1 B.2 C.3 D.4
解:①在Rt△ACB中,设c为斜边,∠α的对边、邻边分别为a,b,那么sinα+cosα=>1,所以①对;
②不对,函数值是角与边的关系,不是简单度数相加;
③也不对,只知道角不知道边也不能解直角三角形;
④垂直高度与水平距离之比即坡度所以④对;
⑤也不对,sinA==30°是明显错误;
⑥不对,角度数不变,函数值就不变.
故选:B.
5.小明在学完《解直角三角形》一章后,利用测角仪和校园旗杆的拉绳测量校园旗杆的高度,如图,旗杆PA的高度与拉绳PB的长度相等,小明先将PB拉到PB'的位置,测得∠PB'C=α(B'C为水平线),测角仪B'D的高度为1米,则旗杆PA的高度为(  )
A.米 B.米 C.米 D.米
解:设旗杆PA的高度为x米,则PB′=x米,
在Rt△PB′C中,sinα=,
则x﹣1=x?sinα,
解得,x=,
故选:C.
6.由直角三角形中的已知元素,求出所有未知元素的过程,叫做解直角三角形.已知一个直角三角形中:
①两条边的长度,
②两个锐角的度数,
③一个锐角的度数和一条边的长度.
利用上述条件中的一个,能解这个直角三角形的是(  )
A.①② B.①③ C.②③ D.①②③
解:①已知两条边的长度,可以由勾股定理求出第三边;由锐角三角函数的定义求出其中一个锐角,再根据直角三角形两锐角互余求出另外一个锐角,能解这个直角三角形;
②已知两个锐角的度数,这个三角形的大小不确定,无法求出边的大小,不能解这个直角三角形;
③已知一个锐角的度数,先根据直角三角形两锐角互余求出另外一个锐角的度数,又知道一条边的长度,根据锐角三角函数的定义可以求出另外两条边的长度,能解这个直角三角形.
故选:B.
7.直角三角形一边长为8,另一条边是方程x2﹣2x﹣24=0的一解,则此直角三角形的第三条边长是(  )
A.10 B.2 C.4或10 D.10或2
解:根据题意得
解方程x2﹣2x﹣24=0,得
x1=6,x2=﹣4,
所以另一条边是6,
①若8为斜边,则用勾股定理得第三条边长是=2;
②若8和6是两条直角边,则此直角三角形的第三条边长是=10.
故选:D.
8.探究课上,老师给出一个问题“利用二次函数y=2x2与一次函数y=x+2的图象,求一元二次方程2x2=x+2的近似根”小华利用计算机绘制出如图所示的图象,通过观察可知该方程的两近似根x1和x2满足﹣1<x1<0,1<x2<2.小华的上述方法体现的数学思想是(  )
A.公理化 B.分类讨论
C.数形结合 D.由特殊到一般
解:根据函数解析式得到函数图象,结合函数图象得到抛物线与x轴交点的大体位置,属于数形结合的数学思想.
故选:C.
9.已知二次函数y=(x﹣)2+1,则下列说法:①其图象的开口向上;②其图象的对称轴为直线x=﹣;③其图象顶点坐标为(,﹣1);④当x<时,y随x的增大而减小,其中说法正确的有(  )
A.1个 B.2个 C.3个 D.4个
解:∵a=>0,
∴抛物线开口向上,所以①正确;
∵y=(x﹣)2+1,
∴抛物线的对称轴为直线x=,顶点坐标为(,1),所以②③错误;
当x<时,y随x的增大而减小,所以④正确;
综上所述,正确的说法有2个.
故选:B.
10.滑雪者从山坡上滑下,其滑行距离S(单位:m)与滑行时间t(单位:s)之间的关系可以近似地用二次函数刻画,其图象如图所示,根据图象,当滑行时间为4s时,滑行距离为(  )
A.40m B.48m C.56m D.72m
解:观察函数图象,s与t的关系可近似看成二次函数,
设s关于t的函数关系式为s=at2+bt+c
将(1,4.5),(2,14),(3,28.5)代入得,
解得:,
∴近似地表示s关于t的函数关系式为s=2.5t2+2t
当t=4s时,s=48m,
故选:B.
11.已知二次函数y=ax2+6ax+c(a<0),设抛物线与x轴的交点为A(﹣7,0)和B,与y轴的交点为C,若∠ACO=∠CBO,则tan∠CAB的值为(  )
A. B. C. D.
解:如图所示,
∵A(﹣7,0),则OA=7,
设点B的横坐标为b,
根据根和系数的关系,则﹣7+b=﹣=﹣6,解得b=1,故点B(1,0),则OB=1,
∵∠ACO=∠CBO,
∴tan∠ACO=tan∠CBO,
∴,即,解得OC=(舍去负值),
tan∠CAB==,
故选:D.
12.如图,抛物线y=ax2+bx+c(a,b,c是常数,a≠0)与x轴交于A,B两点,顶点P(m,n)给出下列结论:①2a+c<0;②若(﹣,y1),(﹣,y2),(,y3)在抛物线上,则y1>y2>y3;③关于x的方程ax2+bx+k=0有实数解,则k>c﹣n;④当n=﹣时,△ABP为等腰直角三角形,其中正确的结论是(  )
A.①② B.①③ C.②③ D.②④
解:①∵﹣<,a>0,
∴a>﹣b,
∵x=﹣1时,y>0,
∴a﹣b+c>0,
∴2a+c>a﹣b+c>0,故①错误;
②若(﹣,y1),(﹣,y2),(,y3)在抛物线上,
由图象法可知,y1>y2>y3;故②正确;
③∵抛物线与直线y=t有交点时,方程ax2+bx+c=t有解,t≥n,
∴ax2+bx+c﹣t=0有实数解
要使得ax2+bx+k=0有实数解,则k=c﹣t≤c﹣n;故③错误;
④设抛物线的对称轴交x轴于H.连接PA,PB
∵=﹣,
∴b2﹣4ac=4,
∴x=,
∴|x1﹣x2|=,
∴AB=2PH,
∵BH=AH,
∴PH=BH=AH,
∴△PAB是直角三角形,
∵PA=PB,
∴△PAB是等腰直角三角形.故④正确.
故选:D.
二、填空题:本题共5小题,每小题4分,共20分,只要求填写最后结果.
13.在207国道襄阳段改造工程中,需沿AC方向开山修路(如图所示),为了加快施工进度,要在小山的另一边同时施工.从AC上的一点B取∠ABD=140°,BD=1000m,∠D=50°.为了使开挖点E在直线AC上,那么DE= 642.8 m.
(供选用的三角函数值:sin50°=0.7660,cos50°=0.6428,tan50°=1.192)
解:∵∠ABD=140°,
∴∠DBE=180°﹣140°=40°,
∵∠D=50°,
∴∠E=180°﹣∠DBE﹣∠D=180°﹣40°﹣50°=90°,
∴=cosD,
即=0.6428,
解得DE=642.8m.
故答案为:642.8.
14.二次函数y=x2+bx+c的图象如图所示,则一元二次方程x2+bx+c=﹣8的根是 x1=x2=﹣2 .
解:由图象可知,
当y=﹣8时,x=﹣2,即x=﹣2时,x2+bx+c=﹣8,
∴一元二次方程x2+bx+c=﹣8的根是x1=x2=﹣2,
故答案为:x1=x2=﹣2.
15.在学习解直角三角形以后,某数学兴趣小组测量了旗杆的高度.如图,某一时刻,旗杆AB的影子一部分落在平台上的影长BC为6米,落在斜坡上的影长CD为4米,AB⊥BC,同一时刻,光线与旗杆的夹角为37°,斜坡的坡角为30°,旗杆的高度AB约为 10.61 米.(参考数据:sin37°≈0.6,cos37°≈0.8,tan37°≈0.75,≈1.73,精确到0.01米)
解:过点C作CG⊥EF于点G,延长GH交AD于点H,过点H作HP⊥AB于点P,过点D作DQ⊥GH于点Q,
∵HP⊥AB,CB⊥AB,CH⊥BC,
∴四边形BCHP为矩形,
∴PH=BC=6,BP=CH,∠CHD=∠A=37°,
在Rt△APH中,tanA=,
∴AP=≈=8,
∵DQ∥GE,
∴∠CDQ=∠CEG=30°,
∴CQ=CD=2,DQ=CD×cos∠CDQ=4×=2,
在Rt△DHQ中,tan∠DHQ=,
∴QH=≈,
∴CH=QH﹣CQ=﹣2,
∴AB=AP+PB=AP+CH=8+﹣2≈10.61(米),
故答案为:10.61.
16.已知二次函数y=﹣x2+2x+m的部分图象如图所示,则关于x的一元二次不等式﹣x2+2x+m>0的解集为 ﹣1<x<3 .
解:由图象可知:
抛物线的对称轴为:x=1,
抛物线与x轴的一个交点为:(3,0),
则抛物线与x轴的另一个交点的横坐标为:1×2﹣3=﹣1,
由图象可知:函数值大于0的x的取值范围为:﹣1<x<3,
即关于x的一元二次不等式﹣x2+2x+m>0的解集为:﹣1<x<3,
故答案为:﹣1<x<3.
17.二次函数y=ax2+bx+c的图象过点(3,1),(6,﹣5),若当3<x<6时,y随着x的增大而减小,则实数a的取值范围是  .
解:将点(3,1),(6,﹣5),代入二次函数表达式得:,解得:,
当a>0时,则函数对称轴在x=6的右侧,即x=﹣≥6,即≥6,解得:a≤,
同理当a<0时,则函数对称轴在x=3的左侧,即x=﹣≤3,即≤3,解得:a≥﹣,
故答案为:﹣≤a≤且a≠0.
三、解答题(共7小题,共70分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤.)
18.解直角三角形:在Rt△ABC中,∠C=90°,∠A,∠B,∠C的对边分别为a,b,c,已知a=5,∠B=60°.
解:∵∠C=90°,∠B=60°,
∴∠A=180°﹣60°﹣90°=30°,
∴=,
∴c=10,
由勾股定理得:.
19.已知二次函数y=ax2+bx+c中,函数y与自变量x的部分对应值如下表:
x … ﹣1 0 1 2 3 …
y … 8 3 0 ﹣1 0 …
(1)当ax2+bx+c=3时,则x= 0或4 ;
(2)求该二次函数的表达式;
(3)将该函数的图象向上(下)平移,使图象与直线y=3只有一个公共点,直接写出平移后的函数表达式.
解:(1)由表示可知抛物线的对称轴为x=2,且当x=0时,y=3,
∴由抛物线的对称性可知当x=4时,y=3.
故答案为:0或4.
(2)由表格可知抛物线的顶点坐标为(2,﹣1).
设抛物线的解析式为y=a (x﹣2)2﹣1
∵过点(0,3),
∴3=a (0﹣2)2﹣1.
∴a=1.
∴y=(x﹣2)2﹣1=x2﹣4x+3.
(3)∵抛物线平移之后与y=3只有一个交点,
∴抛物线的顶点坐标在直线y=3上,
∴平移后抛物线的解析式为y=(x﹣2)2+3.
20.一个二次函数图象上部分点的横坐标x,纵坐标y的对应值如下表:
x … ﹣4 ﹣3 ﹣2 ﹣1 0 1 2 3 4 …
y … ﹣ 0
2
0 m ﹣6

(1)m= ﹣ ;
(2)与x轴的交点坐标是 (﹣3,0),(1,0) ;
(3)求这个二次函数的表达式;
(4)在下面框里,画出这个函数的图象;
(5)根据图象,写出当y<0时,x的取值范围.
解:(1)由图表可知抛物线的顶点坐标为(﹣1,2),
∴抛物线的对称轴为直线x=﹣1,
∵(﹣4,﹣)关于直线x=﹣1的对称点是(2,﹣),
∴m=﹣,
故答案为:﹣;
(2)由图表可知抛物线经过(﹣3,0)和(1,0)两点,
∴与x轴的交点坐标是(﹣3,0),(1,0),
故答案为:(﹣3,0),(1,0);
(3)由图表可知抛物线的顶点坐标为(﹣1,2),
所以,设这个二次函数的表达式为y=a(x+1)2+2,
∵图象过点(1,0),
∴a(1+1)2+2=0,
∴a=﹣,
∴这个二次函数的表达式为y=﹣(x+1)2+2;
(4)函数图象如图所示;
(5)y<0时,x<﹣3或x>1.
21.小鹏学完解直角三角形知识后,给同桌小艳出了一道题:“如图所示,把一张长方形卡片ABCD放在每格宽度为12mm的横格纸中,恰好四个顶点都在横格线上,已知α=36°,求长方形卡片的周长.”请你帮小艳解答这道题.(精确到1mm)(参考数据:sin36°≈0.60,cos36°≈0.80,tan36°≈0.75)
解:作BE⊥l于点E,DF⊥l于点F.
∵α+∠DAF=180°﹣∠BAD=180°﹣90°=90°,
∠ADF+∠DAF=90°,
∴∠ADF=α=36°.
根据题意,得BE=24mm,DF=48mm.
在Rt△ABE中,sin,
∴AB==40(mm).
在Rt△ADF中,cos∠ADF=,
∴AD==60(mm).
∴矩形ABCD的周长=2(40+60)=200(mm).
22.某乒乓球馆使用发球机进行辅助训练,出球口在桌面中线端点A处的正上方,假设每次发出的乒乓球的运动路线固定不变,且落在中线上,在乒乓球运行时,设乒乓球与端点A的水平距离为x(米),与桌面的高度为y(米),运行时间为t(秒),经多次测试后,得到如下部分数据:
t(秒) 0 0.16 0.2 0.4 0.6 0.64 0.8 …
x(米) 0 0.4 0.5 1 1.5 1.6 2 …
y(米) 0.25 0.378 0.4 0.45 0.4 0.378 0.25 …
(1)当t为何值时,乒乓球达到最大高度?
(2)乒乓球落在桌面时,与端点A的水平距离是多少?
(3)乒乓球落在桌面上弹起后,y与x满足y=a(x﹣3)2+k.
①用含a的代数式表示k;
②球网高度为0.14米,球桌长(1.4×2)米.若球弹起后,恰好有唯一的击球点,可以将球沿直线恰好擦网扣杀到点A,求a的值.
解:(1)由表格中数据可知,当t=0.4秒时,乒乓球达到最大高度.
(2)以点A为原点,桌面中线为x轴,乒乓球水平运动方向为正方向建立直角坐标系.
由表格中数据可判断,y是x的二次函数,且顶点为(1,0.45),
所以可设y=m(x﹣1)2+0.45,
将(0,0.25)代入,得:0.25=m(0﹣1)2+0.45,
解得:m=﹣0.2,
∴y=﹣0.2(x﹣1)2+0.45.
当y=0时,﹣0.2(x﹣1)2+0.45=0,
解得:x=2.5或x=﹣0.5(舍去).
∴乒乓球落在桌面时,与端点A的水平距离是2.5米.
(3)①由(2)得,乒乓球落在桌面时的坐标为(2.5,0).
∴将(2.5,0)代入y=a(x﹣3)2+k,得0=a(2.5﹣3)2+k,
化简整理,得:k=﹣a.
②∵球网高度为0.14米,球桌长(1.4×2)米,
∴扣杀路线在直线经过(0,0)和(1.4,0.14)点,
由题意可得,扣杀路线在直线y=x上,
由①得y=a(x﹣3)2﹣a,
令a(x﹣3)2﹣a=x,整理,得20ax2﹣(120a+2)x+175a=0.
当△=(120a+2)2﹣4×20a×175a=0时,符合题意,
解方程,得a1=,a2=.
当a=时,求得x=﹣,不合题意,舍去;
当a=时,求得x=,符合题意.
答:当a=时,可以将球沿直线扣杀到点A.
23.已知二次函数y=ax2+bx+c,其图象与x轴的一个交点为B(3,0),与y轴交于点C(0,﹣3),且对称轴为直线x=1,过点B,C作直线BC.
(1)求二次函数和直线BC的表达式;
(2)利用图象求不等式x2﹣3x≥0的解集;
(3)点P是函数y=ax2+bx+c的图象上位于第四象限内的一动点,连接PB,PC,
①若△PBC面积最大时,求点P的坐标及△PBC面积的最大值;
②在x轴上是否存在一点Q,使得以P,C,Q,B为顶点的四边形是平行四边形?如果存在,请直接写出点Q的坐标;如果不存在,请说明理由.
解:(1)∵抛物线的对称轴为x=1,B(3,0),
∴A(﹣1,0).
设抛物线的解析式为y=a(x+1)(x﹣3),将点C的坐标代入得:﹣3a=﹣3,解得a=1,
∴抛物线的解析式为y=x2﹣2x﹣3.
设直线BC的解析式为y=kx+b,将点B和点C的坐标代入得:,解得k=1,b=﹣3,
∴直线BC的解析式为y=x﹣3.
(2)由x2﹣3x≥0可得到x2﹣2x﹣3≥x﹣3,
由函数图象可得到x≥3或x≤0.
(3)①作PM⊥x轴,垂足为M,交BC与点N.
设P(m,m2﹣2m﹣3),则N(m,m﹣3).
∴PN=m﹣3﹣(m2﹣2m﹣3)=﹣m2+3m.
∴S△PBC=PN?(OM+MB)=PN?OB=﹣m2+m=﹣(m﹣)2+.
∴当△PBC的面积最大时,点P的坐标为(,﹣),△PBC的面积的最大值为.
②∵点B和点Q均在x轴,以P,C,Q,B为顶点的四边形是平行四边形,
∴PC∥BQ,PC=BQ.
∴点P与点C关于x=1对称,
∴点P的坐标为(2,﹣3).
∴CP=2.
∵BQ=PC=2,B(3,0),
∴点Q的坐标为(1,0)或(5,0).
24.如图,已知二次函数y1=﹣x2+x+c的图象与x轴的一个交点为A(4,0),与y轴的交点为B,过A、B的直线为y2=kx+b.
(1)求二次函数y1的解析式及点B的坐标;
(2)由图象写出满足y1<y2的自变量x的取值范围;
(3)在两坐标轴上是否存在点P,使得△ABP是以AB为底边的等腰三角形?若存在,求出P的坐标;若不存在,说明理由.
解:(1)将A点坐标代入y1,得
﹣16+13+c=0.
解得c=3,
二次函数y1的解析式为y=﹣x2+x+3,
B点坐标为(0,3);
(2)由图象得直线在抛物线上方的部分,是x<0或x>4,
∴x<0或x>4时,y1<y2;
(3)直线AB的解析式为y=﹣x+3,
AB的中点为(2,)
AB的垂直平分线为y=x﹣
当x=0时,y=﹣,P1(0,﹣),
当y=0时,x=,P2(,0),
综上所述:P1(0,﹣),P2(,0),使得△ABP是以AB为底边的等腰三角形.
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